Programowanie komputerów kwantowych

Uzyskaniem kwalifikacji mogą być przede wszystkim zainteresowani: - uczniowie szkół ponadpodstawowych o profilu matematyczno-informatycznym, informatycznym, kształcących w zawodzie technika informatyka, technika programisty, - studenci studiów technicznych lub kierunków ścisłych, - informatycy, programiści , - matematycy, - fizycy, - entuzjaści nowych technologii informatycznych, - naukowcy i badacze z dziedziny technologii informatycznych

Brak

Osoba posiadająca kwalifikację może znaleźć zatrudnienie w: - jednostkach badawczo rozwojowych (np.: zajmujących się poszukiwaniem i analizą nowych materiałów), - zespołach zajmujących się innowacyjnymi technologiami: sztuczną inteligencją, uczeniem maszynowym, - zespołach zajmujących się symulacjami układów fizycznych i procesów chemicznych, - zespołach ds. bezpieczeństwa: szyfrowanie postkwantowe oraz szyfrowanie kwantowe, - firmach szkoleniowych i uczelniach wyższych (zajmujących się edukacją z zakresu komputerów kwantowych oraz ich zastosowań), - działach kontroli jakości, - firmach zajmujących się problemami optymalizacyjnymi (logistyka, planowanie, optymalizacja ruchu pojazdów i łańcuchów dostaw). Programiści komputerów kwantowych będą między innymi potrzebni w takich obszarach jak: - przemysł chemiczny (modelowanie struktury molekuł i optymalizacja reakcji chemicznych), - przemysł medyczny (projektowanie nowych leków), - sektor finansowy (analiza ryzyk, zarządzanie inwestycjami, analiza zdolności kredytowych), - branża IT (rozwój języków, bibliotek, algorytmów i firmware-u do programowania komputerów kwantowych). Aktualnie istniejące algorytmy kwantowe mają wiele praktycznych zastosowań w nauce i przemyśle, natomiast jest to dziedzina dynamicznie rozwijająca się, co powoduje, że rynkowe zapotrzebowanie rynku na specjalistów będzie rosnąć.

Bezterminowo

Komputery kwantowe powstające obecnie będą dawały całkiem nowe możliwości obliczeniowe, niedostępne dla nawet najpotężniejszych komputerów klasycznych. Już dzisiaj istnieje wiele zidentyfikowanych obszarów, w których komputery kwantowe znajdą zastosowanie, natomiast ponieważ ta dziedzina informatyki jest w trakcie rozwoju, również nowe zastosowania będą identyfikowane w najbliższych latach. Programiści komputerów kwantowych będą między innymi potrzebni w takich obszarach jak: - poszukiwanie nowych materiałów, - przemysł chemiczny (modelowanie struktury molekuł i optymalizacja reakcji chemicznych), - przemysł medyczny (projektowanie nowych leków), - problemy optymalizacyjne (logistyka, planowanie, optymalizacja ruchu pojazdów i łańcuchów dostaw), - sektor finansowy (analiza ryzyk, zarządzanie inwestycjami, analiza zdolności kredytowych), - kontrola jakości, - uczenie maszynowe, - branża IT (rozwój języków, bibliotek, algorytmów i firmware-u do programowania komputerów kwantowych), - firmy szkoleniowe i uczelnie wyższe. Aktualne plany rozwoju technologii firmy IBM przewidują, że do 2023 roku powstaną komputery kwantowe o ponad 1000 kubitów, które będą mogły mieć realne zastosowania w wielu powyższych dziedzinach, a (według Gartnera) 20% korporacji będzie przeznaczało budżet na zastosowania informatyki kwantowej. Obecnie firmy takie jak Daimler, JP Morgan Chase, Exxon Mobile, DHL, Mitsubishi Chemical i wiele innych pracują nad przyszłymi zastosowaniami komputerów kwantowych. Zgodnie z prognozami IBM Institute for Business Value, przewiduje się, że już w najbliższych latach wiele przedsiębiorstw zacznie zauważać realną potrzebę wykorzystania obliczeń kwantowych w biznesie - więcej informacji można znaleźć w opracowaniu pt. The Quantum Decade. Niestety, na rynku jest niewielu specjalistów w dziedzinie informatyki kwantowej. Aktualnie są to w głównie pracownicy naukowi nie będący w stanie zaspokoić potrzeb przemysłu i firm rozwijających oprogramowanie komputerów kwantowych. Informatyka kwantowa wymaga zupełnie innego sposobu myślenia, którego trzeba się uczyć od jak najmłodszego wieku, aby móc w pełni wykorzystać możliwości komputerów kwantowych, w tym tworzyć efektywne i użyteczne algorytmy. Dlatego istnieje potrzeba kwalifikacji dostępnej zarówno dla specjalistów pracujących już na rynku, jak i dla studentów oraz uczniów i absolwentów szkół ponadpodstawowych, a także entuzjastów nowych technologii, którzy po nabyciu kompetencji z zakresu programowania komputerów kwantowych będą mogli potwierdzić znajomość podstawowych pojęć, a także zasad działania komputerów kwantowych oraz umiejętności wykorzystywania istniejących algorytmów. Kwalifikacja ta może być podstawą do dalszego kształcenia w tej dziedzinie na uczelniach wyższych. Posiadanie kwalifikacji "Programowanie komputerów kwantowych" może być także narzędziem ułatwiającym proces rekrutacji na stanowiska pracy związane z informatyką kwantową. Kwalifikacja ta jest więc odpowiedzią zarówno na bieżące oczekiwania pracodawców, chcących zatrudnić osoby o potwierdzonych w drodze walidacji kompetencjach, jak i na potrzeby osób uczących się i planujących rozwój swojej kariery zawodowej w obszarze informatyki kwantowej. Jest to dziedzina bardzo dynamicznie rozwijająca się i w ciągu najbliższych lat, zapotrzebowanie na specjalistów z tego obszaru będzie znacząco rosło. Te argumenty potwierdzają potrzebę włączenia kwalifikacji "Programowanie komputerów kwantowych" do ZSK.

Obecnie w ZRK nie ma żadnej kwalifikacji dotyczącej programowania komputerów kwantowych.

1. Etap weryfikacji

1.1. Metody walidacji
- test teoretyczny;
- obserwacja w warunkach symulowanych/rzeczywistych;
- wywiad swobodny/ustrukturyzowany;
- analiza dowodów i deklaracji.
Weryfikacja efektów uczenia się składa się z dwóch części: teoretycznej i praktycznej. W części teoretycznej wykorzystuje się test teoretyczny. W części praktycznej stosuje się metodę obserwacji w warunkach symulowanych lub metodę obserwacji w warunkach rzeczywistych uzupełnione wywiadem swobodnym lub ustrukturyzowanym (rozmową z komisją). Obie części walidacji mogą być poprzedzone analizą dowodów i deklaracji oraz wywiadem swobodnym w celu potwierdzenia całości lub części efektów uczenia się. Przykładowe dowody: IBM Certified Associate Developer - Quantum Computation using Qiskit, Fundamentals of Quantum Computation Using Qiskit - Developer, Qiskit Advocate.

1.2. Zasoby kadrowe
Weryfikację efektów uczenia się prowadzi komisja walidacyjna składająca się co najmniej z 2 asesorów, z których jeden pełni funkcję przewodniczącego komisji z głosem decydującym. Wymagania dla członków komisji walidacyjnej obejmują:
- minimum 2-letnie udokumentowane doświadczenie w zakresie programowania komputerów kwantowych;
- udokumentowane doświadczenie (minimum 100 godzin w okresie 2 ostatnich lat) w prowadzeniu i projektowaniu szkoleń z zakresu programowania komputerów kwantowych z wykorzystaniem oprogramowania narzędziowego Qiskit;
- co najmniej 2 publikacje naukowe lub popularnonaukowe w tematyce informatyki kwantowej z wykorzystaniem oprogramowania narzędziowego Qiskit;
- udokumentowane doświadczenie w weryfikowaniu efektów uczenia się z zakresu tej kwalifikacji;
- stopień naukowy doktora z jednej z dziedzin: informatyki, fizyki, matematyki, chemii. Każdy z członków komisji walidacyjnej musi spełniać co najmniej 2 z powyższych wymagań.

1.3. Sposób organizacji walidacji oraz warunki organizacyjne i materialne Instytucja prowadząca walidację zapewnia:
1) do części praktycznej:
- komputer z dostępem do Internetu,
- dostęp do środowiska umożliwiającego wykorzystanie oprogramowania narzędziowego Qiskit;
2) do części teoretycznej:
- test w języku angielskim w postaci papierowej lub elektronicznej,
- standardowe warunki umożliwiające samodzielną pracę osoby przystępującej do walidacji.

2. Etap identyfikowania i dokumentowania efektów uczenia się
Nie określa się wymagań dotyczących etapów identyfikowania i dokumentowania efektów uczenia się.

W kwalifikacji zawarto efekty uczenia się takie jak: wykonywanie podstawowych obliczeń na wektorach i macierzach, wykonywanie obliczeń na liczbach zespolonych, wykonywanie obliczeń stosując notację Diraca, posługiwanie się podstawową wiedzą z zakresu mechaniki kwantowej, omawianie pojęć z zakresu informatyki kwantowej, korzystanie z graficznego interfejsu służącego do konstruowania algorytmów kwantowych, wykorzystywanie komputerów kwantowych z oprogramowaniem Qiskit, stosowanie wybranych typów symulatorów, omawianie parametrów komputerów kwantowych, minimalizowanie wpływu błędów na obliczenia, optymalizowanie programów kwantowych uwzględniając architekturę rzeczywistych procesorów, charakteryzowanie elementów teorii złożoności obliczeniowej, wykorzystywanie algorytmów kwantowych. Efekty uczenia się zawarte w kwalifikacji rynkowej "Programowanie komputerów kwantowych" pozwolą absolwentom znaleźć zatrudnienie w instytucjach wykorzystujących w pracy urządzenia i systemy teleinformatyczne. Włączenie kwalifikacji rynkowej "Programowanie komputerów kwantowych" do ZSK przyczyni się do upowszechnienia umiejętności w przedmiotowej dziedzinie wśród dużej grupy programistów, techników, inżynierów, uczniów i hobbystów. Posiadanie licznych specjalistów pozwoli na możliwie bezzwłoczne wdrożenia tej technologii od momentu uzyskania przez nią pełnej dojrzałości, co będzie miało niewątpliwie znaczenie dla rozwoju społeczno-gospodarczego kraju. Kwalifikacja ta dodatnio wpłynie na intensyfikację procesów transformacji cyfrowej w Polsce.